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蝴蝶效应是怎么发现的?

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发表于 2024-10-18 08:11:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
1961年,爱德华·洛伦兹(Edward N.Lorenz)正在利用当时的计算机进行有关天气预报的一系列计算。由于当时计算机非常原始,计算速度很慢,为了节省时间,洛伦兹便在第一次计算结束后,改从程序中间开始执行第二次计算。然后他就下楼喝咖啡去了 。
爱德华·洛伦兹(Edward N.Lorenz)

计算结果出来后,洛伦兹傻眼了:第二次计算产生的结果跟第一次完全不一样。第一次计算到中段的结果是0.506127,而计算机打印出来的结果只保留小数点后三位0.506,洛伦兹的第二次计算就是用的这个三位精度的数开始的。两次计算的中间值仅有万分之一的误差,没想到就是这万分之一的误差导致结果面目全非。经过缜密的演算推导之后,洛伦兹总结了他的发现,提出了著名的“混沌理论”。根据这一理论,完全精确的天气预报是不可能的,而较为精确的天气预报也是不可能无限久远的,超过十天的预报已基本不具有可信度。洛伦兹还发现了“洛伦兹吸引子”,或称为“奇怪吸引子”,这是在其对流预报模型中出现的一种情况,预报的结果虽然收敛,但是其时间序列并不是稳态的,而是在不断地移动中,具有非线性性和分形特征。


1963年,爱德华·洛伦兹(Edward N.Lorenz)正式向纽约科学院提交了一篇名为《决定性的非周期流动》的论文,指出大气动力学数值计算所产生的混沌现象。
最初,洛伦兹用“海鸥效应”形容混沌现象带来的不确定性。在后来的一次演讲中,他把“海鸥效应”换成了更富诗意的“蝴蝶效应”,由此广为人知。
“奇怪吸引子”

20世纪90年代,洛伦兹还提出了“决定性混沌”理论,认为人类(生命)本身就是非线性的混沌系统,人类的心跳实际上是非规则的、不可预知的,这种不可预知性正是生命力的表现;而生物的应激性就是混沌系统比非混沌系统反应更快的表现。

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